ПЕРЕДАЧА ИНФОРМАЦИИ. КАНАЛЫ СВЯЗИ При работе на персональном компьютере пользователи могут обмениваться различными программами и документами, копируя их на диски, дискеты и т.п. Но этот процесс занимает много времени, особенно если пользователи работают на удаленных друг от друга компьютерах. Процесс передачи информации всегда двусторонний: есть источник и приемник информации. Источник передает (отправляет) информацию, а приемник ее получает (воспринимает). Канал связи среда, посредством которой передается информация. Общая схема передачи информации выглядит так: Передача информации может происходить: при непосредственном разговоре между людьми; через переписку, с помощью технических средств связи. Классификация компьютерных каналов связи: по способу кодирования: цифровые и аналоговые; по способу коммуникации: выделенные (постоянное соединение) и коммутируемые (временное соединение); по способу передачи сигнала: проводные (электрические кабели), оптические (световоды) и радиоканалы. источникприемник Канал связи
Основные компоненты коммуникационной сети: передатчик; приёмник; сообщения (цифровые данные определённого формата: файл базы данных, таблица, ответ на запрос, текст или изображение); средства передачи (физическая передающая среда и специальная аппаратура, обеспечивающая передачу сообщений). Для характеристики процесса обмена сообщениями в вычислительной сети по каналам связи используются понятия: режим передачи; код передачи; тип синхронизации. Существуют три режима передачи: симплексный – т.е. передача данных только в одном направлении; полудуплексный режим – попеременная передача информации, когда источник и приёмник последовательно меняются местами; дуплексный режим – одновременная передача и приём сообщений. Для передачи данных используются специальные коды. Наиболее распространённым кодом передачи информации по каналам связи является код ASCII, принятый для обмена информацией практически во всём мире. Процессы передачи и приёма передачи в вычислительных сетях могут быть привязаны к определённым временным промежуткам. Один процесс может начинаться только после того, как полностью получит данные от другого процесса. Такие процессы – синхронные. Если такой привязки нет, то процессы – асинхронные. Синхронизация данных – согласование различных процессов во времени.
Основные характеристики каналов связи: 1. Скорость передачи данных (пропускная способность) максимально возможный объем передаваемой информации за 1 с. Единица измерения скорости передачи данных бод (количество бит в секунду). 2. Надежность (способность передавать информацию без искажений и потерь). 3. Стоимость. 4. Резервы развития (расширяемость). Компьютерный канал связи РасстояниеСкорость Неэкранированная витая пара до 90 м Мбит/с Коаксиальный кабельдо 2 км2-44 Мбит/с Телефонная линия56,6 Кбит/с Оптоволоконныйдо 10 кмдо 10 Гбит/с Радиоканалдо 70 кмдо 400 Кбит/с Экранированная витая пара (дороже, лучшая помехозащищенность) до 300 м16 Мбит/с
Средства передачи Чтобы обеспечить передачу информации из ЭВМ в коммуникационную среду, необходимо согласовать сигналы внутреннего интерфейса ЭВМ с параметрами сигналов, передаваемых по каналам связи. Технические устройства, выполняющие функции сопряжения ЭВМ с каналами связи, называются адаптерами или сетевыми адаптерами. Физическая передающая среда. Представлена в ЛВС тремя типами кабелей: витая пара состоит из двух изолированных проводов, свитых между собой; скручивание проводов уменьшает влияние внешних электромагнитных полей на передаваемые сигналы; самый дешёвый тип кабеля, скорость передачи информации 0,25–1 Мбит/сек; коаксиальный кабель отличается более высокой механической прочностью, помехозащищённостью и обеспечивает скорость передачи информации 10–50 Мбит/сек; Внешний проводник ИзоляцияЗащитное покрытие Внутренний проводник
оптоволоконный кабель идеальная передающая среда, он не подвержен действию электромагнитных полей, скорость передачи информации более 50 Мбит/cек. Защитное покрытие Стеклянное покрытие Оптическое волокно
Современное производство требует высоких скоростей обработки информации, удобных форм её хранения и передачи. Для этих целей создаются компьютерные сети. Компьютерная (электронная) сеть это система обмена информацией между различными компьютерами. В зависимости от территориального расположения абонентских систем информационные сети можно разделить на 3 основных класса: глобальные сети; региональные сети; локальные сети. Глобальная сеть объединяет абонентов, расположенных в различных странах, на различных континентах. Взаимодействие между абонентами такой сети может осуществляться на базе телефонных линий связи, радиосвязи и систем спутниковой связи. Глобальные вычислительные сети позволят решить проблему объединения информационных ресурсов всего человечества и организации доступа к этим ресурсам. Региональная сеть объединяет абонентов, расположенных на значительном расстоянии друг от друга в пределах большого города, экономического региона, отдельной страны. Обычное расстояние между абонентами десятки-сотни километров. Локальная сеть (ЛВС) объединяет абонентов, расположенных в пределах небольшой территории (внутри одного учреждения), обычно не более 2–2.5 км.
Иерархия компьютерных сетей: лвс Глобальная сеть Региональная сеть лвс Региональная сеть
Сервер центральный компьютер, на котором установлено сетевое программное обеспечение (подключённый к сети и обеспечивающий её пользователей определёнными услугами). Остальные компьютеры называются рабочими станциями. Рабочая станция – персональный компьютер, подключённый к сети, через которую пользователь получает доступ к её ресурсам. Информационные системы, построенные на базе компьютерных сетей, обеспечивают решение следующих задач: хранение данных, обработка данных, организация доступа пользователей к данным, передача данных и результатов обработки данных пользователям. Обработка данных в компьютерных сетях распределена между двумя объектами: клиентом и сервером. Клиент – задача, рабочая станция или пользователь компьютерной сети. В процессе обработки данных клиент может сформировать запрос на сервер для выполнения сложных процедур, чтения из файла, поиска информации в базе данных и т.д. Администратор человек, который отвечает за работу сети, ее исправность, за права доступа пользователя.
Локальная сеть Локальная сеть это соединение 3-х и более компьютеров друг с другом на небольшом расстоянии (обычно внутри одного учреждения) с помощью кабелей. Прямое соединение соединение двух компьютеров между собой с помощью кабеля. Максимальная скорость передачи информации в локальной сети может достигать 100 Мбит/с. Для соединения компьютеров между собой нужны: сетевые платы для каждого компьютера (для передачи и приема сигналов, циркулирующих сети); соединительные кабели; сетевое программное обеспечение. Назначение: передача информации между компьютерами; совместный доступ к программам и данным, совместное использование оборудования.
Локальные сети бывают: Одноранговая сеть – сети, в которых нет специального выделенного сервера. Сетевая операционная система распределена по всем рабочим станциям. Каждая станция сети может выполнять функции как клиента, так и сервера. Она может обслуживать запросы от других рабочих станций и направлять свои запросы на обслуживание в сеть. Пользователю сети могут быть доступны все устройства, подключённые к другим станциям (диски, принтеры). Достоинства одноранговых сетей: низкая стоимость; высокая надёжность. Недостатки одноранговых сетей: зависимость эффективности работы от количества станций; сложность обеспечения защиты информации; трудности обновления и изменения программного обеспечения станций.
Сеть с выделенным сервером – в которой один из компьютеров выполняет функции хранения данных, предназначенных для использования всеми рабочими станциями, управления взаимодействием между рабочими станциями и ряд сервисных функций. Такой компьютер – сервер. Взаимодействие осуществляется через сервер. Достоинства сетей c выделенным сервером: надёжная система защиты информации; высокое быстродействие; отсутствие ограничений на число рабочих станций; простота управления по сравнению с одноранговыми сетями. Недостатки сетей c выделенным сервером: более высокая стоимость, т.к. нужно выделять один компьютер под сервер; меньшая гибкость по сравнению с одноранговыми сетями. Также различают локальные сети по топологии сети, то есть по схеме соединения компьютеров.
Топология локальных сетей
Глобальная сеть Internet Глобальная компьютерная сеть это объединение двух и более сетей между собой. В настоящее время в мире зарегистрировано более 200 глобальных сетей, которые объединены между собой с помощью Internet. Internet это единое информационное пространство, сеть сетей. Система Internet была придумана в конце 60-х годов американскими военными как надежная связь в случае вражеского нападения. Сначала в сеть входило всего 4 компьютера. В 1972 году в сеть было подключено 50 университетов, работающих над военными проектами, в 1980 году суперкомпьютеры. В 1991 году сеть Internet уже объединяла все другие сети. Подключение России к Internet произошло в 1993 году. В 2001 году в сети насчитывалось более 110 млн. серверов, более 600 млн. пользователей (официально зарегистрированных). Internet самая большая в мире компьютерная сеть. У нее нет президента, директора или главного инженера. Она функционирует благодаря наличию определенных стандартов взаимодействия компьютеров и установленных на них программ. Глобальная сеть Internet представляет собой совокупность узлов, объединенных между собой каналами связи. Каждый узел (хост) содержит один или несколько мощных компьютеров-серверов, работающих под управлением операционной системы UNIX, WINDOWS NT. Управляет узлом его собственник организация (провайдер). Наиболее известные провайдеры России: МТУ, GlasNet, Relcom, Sovam Teleport, Демос. Провайдеров можно разделить на международные, национальные (первичные) и региональные (вторичные). В России национальными провайдерами являются GlasNet, Relcom, Демос. Скорость передачи информации между ними составляет несколько сотен Мбит/с. К первичным провайдерам подключаются вторичные провайдеры. Скорость передачи между вторичными провайдерами составляет десятки-сотни Кбит/с.
Структура Internet Это сеть, соединяющая отдельные сети. Тип компьютера и используемая им операционная система значения не имеют. Основные ячейки Internet – это локальные вычислительные сети. Важная особенность сети Internet в том, что она, объединяя различные сети, не создаёт никакой иерархии, все компьютеры равноправны. Маршрутизатор (роутер) – устройство, соединяющее сети разного типа, но использующие одну операционную систему. Маршрутизатор выбирает наилучший путь для передачи сообщения абоненту сети, фильтрует информацию, проходящую через него, направляя в одну из сетей только ту информацию, которая ей адресована. Маршрутизаторы конструктивно выполняются в виде плат, которые устанавливаются в компьютерах.
Зеркало сервер, который является копией далеко расположенного сервера. Зеркало используется для снижения нагрузки в сети и повышения скорости передачи информации. Прокси-сервер компьютер, который используется для снижения нагрузки в сети и повышения быстродействия. На нем непродолжительное время хранится информация, к которой пользователи проявляют повышенный интерес. Информация на прокси-сервере стирается по мере угасания интереса к ней и заменяется новой, более актуальной. Протокол это правила передачи информации в сети. Internet объединяет сети, работающие по разным правилам (протоколам). Для согласования этих правил и перехода от одного протокола к другому (в разных сетях) служат специальные устройства шлюзы. Существуют два типа протоколов: базовый (TCP/IP), отвечающий за физическую пересылку электронных сообщений; прикладные, отвечающие за работу специализированных служб Internet (http протокол передачи гипертекстовых сообщений, ftp протокол передачи файлов, telnet протокол удаленного доступа и пр.) TCP (Transmission Control Protocol) транспортный протокол (управляет передачей данных). IP (Internet Protocol) протокол маршрутизации доставляет информацию по назначению). Данные, предназначенные для пересылки, разбиваются протоколом TCP на отдельные части пакеты. Каждый пакет имеет свой порядковый номер и адрес, по которому необходимо доставить информацию. Пакеты могут идти разными маршрутами, но в конце пути обязательно соединяются в одно целое с помощью протокола TCP. Если какой-то пакет отсутствует (потерялся) ИЛИ дошел с искажениями, то он пересылается заново.
Адресация в сети Для компьютера устанавливается 2 адреса: цифровой IP-адрес и доменный адрес. Они равноценны. Первый удобен для обработки на компьютере, второй – для восприятия пользователем. IP-адрес Каждый компьютер имеет свой уникальный IP-адрес, состоящий из 4 байтов (четырех десятичных чисел в интервале от 0 до 255, разделенных точками). Различных IP-адресов может быть: 2 32 = Адрес читается справа налево. Пример IP-адреса: адреса сетей и подсетей адрес компьютера пользователя IP-адрес человеку трудно запомнить, поэтому у каждого компьютера есть доменное (символьное) имя.
Доменное (символьное) имя Домен область сети. Домены в имени отделяются точками. Имя читается слева направо. Пример доменного имени: moon. math. msu. Ru имя компьютера пользователя Домен верхнего уровня rи означает, что компьютер с этим именем находится в России; домен второго уровня msu Московский университет; домен третьего уровня math кафедра математики; домен четвертого уровня moon реальный компьютер, за которым числится данное доменное имя. В имени компьютера может быть любое число доменов, но, как правило, 2 4. Примеры доменов: географические административные us США gov правительственные организации uk Великобритания mil военные fг Франция com коммерческие de Германия edu учебные (образовательные) ru Россия net сетевые uа Украина org некоммерческие int международные Выдачей IP-адресов и доменных имен занимается международный сетевой информационный центр InterNIC.
Серьезной проблемой при работе в сети является защита информации от несанкционированного доступа. По этой причине локальные сети банков и оборонных предприятий защищают от проникновения в них со стороны Internet. Для этих целей используют брандмауэр. Брандмауэр аппаратно-программное средство (межсетевой экран), которое предотвращает несанкционированный доступ (вход) в защищаемую сеть. Межсетевой экран контролирует все информационные потоки между эти двумя сетями, анализируя, пропустить поступающую извне информацию или нет. Брандмауэр фиксирует все «незаконные» попытки доступа к информации и сигнализирует о ситуациях, требующих немедленной реакции (поднимает тревогу).
СПОСОБЫ ПОДКЛЮЧЕНИЯ К INTERNET В зависимости от своих финансовых возможностей пользователь выбирает один из двух основных способов подключения к Internet: удаленный доступ по коммутируемого (временной) телефонной линии; прямой доступ по выделенному (постоянному) каналу. Первый способ значительно дешевле, однако менее удобен. Скорость обмена информацией невысокая, преобладает низкое качество связи (частые прерывания Связи). Удобнее всего работать ночью, когда телефонные линии меньше «шумят». Второй способ гораздо эффективнее, но и дороже, Поэтому используется он коллективными или состоятельными пользователями. В качестве выделенных каналов могут использоваться коаксиальные и оптические кабели, радиорелейные линии, спутниковая связь. Наиболее доступным средством связи в Internet является телефонная сеть. Модем (сокращение от слов модулятор/демодулятор) устройство для обмена информацией между компьютерами через аналоговые каналы связи (телефонные станции и сети). Модуляция перевод цифровых двоичных сигналов, используемых в компьютере, в аналоговые, используемые в телефонных сетях. Демодуляция перевод аналоговых сигналов в цифровые.
Виды модемов: внешние; внутренние; PCMCIA-карта (для переносных компьютеров); цифровые модемы ISDN. Одной из важнейших характеристик модема является скорость передачи данных. Сегодня применяются модемы, передающие по телефонной сети данные со скоростью бод, бод, бод, бод, бод.
УСЛУГИ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ Электронная почта ( – electronic mail) передача по сети сообщений и вложенных файлов: программы, звук, графика, текстовые файлы с любой кодировкой символов. Каждый абонент электронной почты при регистрации получает свой собственный «почтовый ящик» (адрес) некоторый объем памяти на сервере, в который попадают все адресованные ему сообщения. В операционной системе Windows работу с электронной почтой обеспечивает приложение Microsoft Outlook. Эта программа выполняет функции: подготовку текста; чтение и сохранение корреспонденции; удаление корреспонденции; ввод адреса; комментирование и пересылку корреспонденции; импорт других файлов. Формат адреса электронной почты: имя хост-компьютера Пример электронного адреса в сети Internet: mail.ru имя пользователя разделитель имя сервера
Как создать и отправить сообщение по Создание сообщения 1. Щёлкнуть в панели инструментов окна программы Microsoft Outlook на кнопке Создать сообщение. 2. Заполнить бланк сообщения. Как прикрепить к сообщению вложение 1. Щёлкнуть в главном меню программы Microsoft Outlook команду Вставка. 2. Выбрать из меню Вложение файла. 3. Выбрать нужный файл. 4. Щёлкнуть вложить. Отправка сообщения 1. В панели инструментов щёлкнуть на кнопке Отправить.
Поиск в Internet В поле ввода поисковой системы вводят ключевое слово или несколько слов, между которыми могут вставлять следующие символы: пробел или & – логическое И (в пределах предложения); && – логическое И (в пределах документа); | – логическое ИЛИ; ( ) – группирование слов; ~ – бинарный оператор И НЕ (в пределах предложения); ~~ – бинарный оператор И НЕ (в пределах документа); – поиск фразы; + – наличие в тексте слова обязательно; – – исключить документы, где встречается данное слово. Между словом и знаком плюс-минус не должно быть пробела. Примеры поисковых систем: rambler.ru, yandex.ru Поле ввода поисковой системы
Как скачивать информацию Копирование рисунков 1. Щёлкнуть на рисунке правой кнопкой мыши. 2. Выбрать из контекстного меню строку Сохранить как. 3. В диалоговом окне Сохранение рисунка выбрать каталог, куда сохраняем. 4. Щёлкнуть на кнопке Сохранить. Копирование текста 1. Выделить копируемый текст. 2. Щёлкнуть на тексте правой кнопкой мыши. 3. Выбрать из контекстного меню строку Копировать. 4. Открыть текстовый редактор. 5. В главном меню редактора щёлкнуть команду Правка | Вставить. 6. После вставки текста из буфера обмена в главном меню редактора щёлкнуть команду Файл | Сохранить как. 7. Сохранить текстовый файл как обычно.